Ufer Γείωση: Grounding: Μια αξιόπιστη μέθοδος για την ηλεκτρική ασφάλεια

Τι είναι η γείωση Ufer;

Η γείωση Ufer είναι μια τεχνική γείωσης των ηλεκτρικών συστημάτων με τη σύνδεσή τους σε ένα ηλεκτρόδιο που περιβάλλεται από σκυρόδεμα. Ο όρος Ufer προέρχεται από το όνομα του Herbert G. Ufer, ενός μηχανικού που ανέπτυξε αυτή τη μέθοδο κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Η γείωση Ufer είναι επίσης γνωστή ως γείωση με περίβλημα από σκυρόδεμα ή γείωση θεμελίων.

Η γείωση Ufer δεν ήταν μόνο αποτελεσματική αλλά και οικονομική και απλή στην εφαρμογή. Ο Ufer υπολόγισε ότι το κόστος της γείωσης μιας αποθήκης με τη μέθοδό του ήταν περίπου $60, σε σύγκριση με $5000 για ένα συμβατικό σύστημα ράβδων και πλέγματος. Η γείωση του Ufer απαιτούσε επίσης λιγότερη συντήρηση και δοκιμές, καθώς το ηλεκτρόδιο από σκυρόδεμα ήταν προστατευμένο από τη διάβρωση και τη φυσική φθορά.

Η γείωση Ufer υιοθετήθηκε από τον αμερικανικό στρατό και το ναυτικό και αργότερα από τον Εθνικό Κώδικα Ηλεκτρικής Ενέργειας (NEC), ο οποίος την αναγνώρισε ως αποδεκτή μέθοδο γείωσης το 1968. Έκτοτε, η γείωση Ufer χρησιμοποιείται ευρέως σε οικιακές, εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές, ιδίως σε περιοχές με χαμηλή αγωγιμότητα του εδάφους ή υψηλή κεραυνική δραστηριότητα. Η γείωση Ufer έχει αποδειχθεί ότι είναι ένας αξιόπιστος και ασφαλής τρόπος για την προστασία των ηλεκτρικών συστημάτων και του προσωπικού από ηλεκτροπληξίες, πυρκαγιές και υπερτάσεις.

Γιατί εφευρέθηκε η γείωση Ufer;

Η γείωση Ufer εφευρέθηκε ως λύση σε ένα πρόβλημα που αντιμετώπιζε ο στρατός των ΗΠΑ τη δεκαετία του 1940. Ο στρατός έπρεπε να προστατεύσει τις αποθήκες πυρομαχικών του από κεραυνικά πλήγματα, αλλά το έδαφος στις περιοχές της ερήμου όπου βρίσκονταν οι αποθήκες ήταν πολύ ξηρό και ανθεκτικό για να παρέχει καλό έδαφος. Ο Ufer ανακάλυψε ότι το σκυρόδεμα, το οποίο χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή των αποθηκών, είχε χαμηλή αντίσταση και μπορούσε να λειτουργήσει ως αποτελεσματικό ηλεκτρόδιο γείωσης. Επινόησε έναν τρόπο να συνδέσει τα μεταλλικά μέρη του ηλεκτρικού συστήματος με τα θεμέλια από σκυρόδεμα, δημιουργώντας ένα μεγάλο και σταθερό δίκτυο γείωσης.

Ποια είναι τα οφέλη της γείωσης Ufer;

Η γείωση Ufer έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι άλλων τύπων γείωσης, όπως τα ηλεκτρόδια ράβδων ή πλακών. Μερικά από τα πλεονεκτήματα είναι τα εξής:

• Η γείωση Ufer είναι φθηνότερη και ευκολότερη στην εγκατάσταση, καθώς δεν απαιτεί σκάψιμο ή διάνοιξη οπών στο έδαφος.
• Η γείωση Ufer είναι πιο αξιόπιστη και ανθεκτική, καθώς επηρεάζεται λιγότερο από τη διάβρωση, την υγρασία, τη θερμοκρασία ή τις εδαφικές συνθήκες.
• Η γείωση Ufer παρέχει χαμηλότερη αντίσταση και υψηλότερη χωρητικότητα ρεύματος σφάλματος, γεγονός που βελτιώνει την απόδοση και την ασφάλεια του ηλεκτρικού συστήματος.
• Η γείωση Ufer μειώνει τον κίνδυνο ζημιών από κεραυνούς, καθώς δημιουργεί μια διαδρομή χαμηλής αντίστασης για την εκκένωση προς τη γη.

Πού χρησιμοποιείται η γείωση Ufer;

Η γείωση Ufer χρησιμοποιείται ευρέως σε οικιστικά, εμπορικά και βιομηχανικά κτίρια, καθώς και σε συστήματα τηλεπικοινωνιών, ενέργειας και μεταφορών. Η γείωση Ufer είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για περιοχές με ξηρά, βραχώδη ή αμμώδη εδάφη, όπου οι συμβατικές μέθοδοι γείωσης είναι αναποτελεσματικές ή μη πρακτικές. Η γείωση Ufer συνιστάται επίσης από τον Εθνικό Ηλεκτρικό Κώδικα (NEC) και τον Διεθνή Οικοδομικό Κώδικα (IBC) ως τυπική πρακτική για τη γείωση ηλεκτρικών συστημάτων.

Η γείωση Ufer, επίσης γνωστή ως γείωση με σκυρόδεμα ή γείωση θεμελίων, είναι μια μέθοδος γείωσης ενός ηλεκτρικού συστήματος με τη σύνδεση ενός αγωγού ηλεκτροδίου γείωσης σε μια χαλύβδινη ράβδο ή σύρμα που είναι ενσωματωμένο στο σκυρόδεμα θεμελίωσης ενός κτιρίου. Το σκυρόδεμα λειτουργεί ως ηλεκτρολύτης και παρέχει μια διαδρομή χαμηλής αντίστασης για τη διάχυση των ρευμάτων σφάλματος και των υπερτάσεων κεραυνών προς τη γη.

Γείωση Ufer και ο Εθνικός Ηλεκτρικός Κώδικας 250.52

Σύμφωνα με το NEC 250.52(A)(3), ένα ηλεκτρόδιο που περιβάλλεται από σκυρόδεμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ηλεκτρόδιο γείωσης για οποιοδήποτε ηλεκτρικό σύστημα, εάν πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις:

- Το ηλεκτρόδιο πρέπει να αποτελείται από τουλάχιστον 6,0 m (20 ft) ηλεκτρικά αγώγιμων χαλύβδινων ράβδων οπλισμού ή ράβδων με διάμετρο τουλάχιστον 13 mm (1/2 in.) ή από τουλάχιστον 6,0 m (20 ft) γυμνού χάλκινου αγωγού όχι μικρότερου από 4 AWG.

- Το ηλεκτρόδιο πρέπει να περικλείεται από τουλάχιστον 50 mm (2 in.) σκυροδέματος, τοποθετημένο οριζόντια κοντά στον πυθμένα ή κάθετα μέσα στο θεμέλιο από σκυρόδεμα ή στο υπόβαθρο που βρίσκεται σε άμεση επαφή με τη γη.

- Το ηλεκτρόδιο πρέπει να συνδέεται με τον αγωγό του ηλεκτροδίου γείωσης με εγκεκριμένη συσκευή ή μέθοδο, όπως μια εξώθερμη συγκόλληση, ένα καταγεγραμμένο ακροδέκτη ή έναν καταγεγραμμένο σύνδεσμο πίεσης.

Εάν το ηλεκτρόδιο που περιβάλλεται από σκυρόδεμα δεν πληροί αυτές τις απαιτήσεις, πρέπει να συνδεθεί με το σύστημα γείωσης και πρέπει να εγκατασταθεί άλλο ηλεκτρόδιο γείωσης που πληροί τις απαιτήσεις, όπως μια συμβατική ράβδος γείωσης.

Επιθεωρήσεις Ufer

Πριν από τη σκυροδέτηση, το ufer (ηλεκτρόδιο που περιβάλλεται από σκυρόδεμα) πρέπει να επιθεωρηθεί από εξειδικευμένο ηλεκτρολόγο μηχανικό ή εξειδικευμένο επιθεωρητή για να εξακριβωθεί ότι πληροί τις απαιτήσεις του Εθνικού Ηλεκτρικού Κώδικα (NEC). Οι ηλεκτρολόγοι που εγκαθιστούν το ufer δεν πρέπει ποτέ να χρησιμοποιούνται ως επιθεωρητές- πολλές αρχές θα απορρίψουν την εν λόγω επιθεώρηση.

Ας υποθέσουμε ότι το σκυρόδεμα έχει ήδη χυθεί και το ufer δεν είναι προσβάσιμο για επιθεώρηση. Στην περίπτωση αυτή, ο εγκαταστάτης πρέπει να προσκομίσει έγγραφα που αποδεικνύουν ότι το ufer εγκαταστάθηκε σύμφωνα με τις NEC. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει φωτογραφίες (που πληρούν ορισμένες αυστηρές απαιτήσεις), σχέδια, τιμολόγια ή πιστοποιητικά από τον κατασκευαστή ή τον προμηθευτή του αγωγού ή του σκυροδέματος. Οι απαιτήσεις αυτής της τεκμηρίωσης είναι συνήθως τέτοιες που πρέπει να αντέχουν στο δικαστήριο υπό ακραίο έλεγχο. Φανταστείτε απλώς ότι κάποιος παθαίνει ηλεκτροπληξία ή ηλεκτροπληξία στη δομή, η ποιότητα αυτής της τεκμηρίωσης θα γίνει σημαντική. Οι περισσότεροι ηλεκτρολόγοι και κατασκευαστές δεν έχουν τη δυνατότητα να τραβήξουν φωτογραφική τεκμηρίωση ποιότητας αποδεικτικών στοιχείων και η πρόσληψη ενός ιατροδικαστής μηχανικός η φωτογράφηση μιας πλάκας είναι απαγορευτικά δαπανηρή στις περισσότερες περιπτώσεις.

Ας υποθέσουμε ότι η τεκμηρίωση δεν είναι διαθέσιμη ή επαρκής. Στην περίπτωση αυτή, ο εγκαταστάτης και ο επιθεωρητής πρέπει να υποθέσουν ότι το ufer δεν πληροί τις απαιτήσεις του NEC και να εγκαταστήσουν άλλο ηλεκτρόδιο γείωσης που πληροί τις απαιτήσεις, όπως μια συμβατική ράβδο γείωσης. Τις περισσότερες φορές, είναι το πιο αποδοτικό να εγκαταστήσετε απλώς δύο συμπληρωματικές ράβδους γείωσης, οι οποίες όχι μόνο πληρούν τις απαιτήσεις του NEC 250.52 για τις περισσότερες οικιστικές κατασκευές, αλλά και τις απαιτήσεις για την προσθήκη μιας δεύτερης ράβδου γείωσης εάν η πρώτη ράβδος δεν πληροί την απαίτηση των 25 Ω στην απομακρυσμένη γη.

Δοκιμή πτώσης δυναμικού στη σύνδεση Ufer μιας πλάκας σκυροδέματος

Η δοκιμή αυτή μετράει πόσο καλή είναι η ηλεκτρική επαφή μεταξύ του συστήματος ηλεκτρικής γείωσης, μέσω της πλάκας σκυροδέματος και προς την απομακρυσμένη γη με τη μέθοδο της πτώσης του δυναμικού. Εδώ, η δοκιμή δείχνει 3,77 Ω προς την απομακρυσμένη γη.

Μια άλλη σημαντική πτυχή των επιθεωρήσεων ufer είναι να διασφαλιστεί ότι η πλάκα είναι συνεχής και ηλεκτρικά συνδεδεμένη. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχουν σπασίματα ή κενά στο σκυρόδεμα που θα διέκοπταν τη ροή της ηλεκτρικής ενέργειας μέσω του ufer. Μια ασυνεχής πλάκα μπορεί να μειώσει την αποτελεσματικότητα του ufer ως ηλεκτρόδιο γείωσης και να αυξήσει τον κίνδυνο βηματικών δυναμικών στο εσωτερικό του σπιτιού. Τα step-step potentials είναι διαφορές τάσης μεταξύ δύο σημείων στο έδαφος που μπορούν να προκαλέσουν ηλεκτροπληξία σε ενήλικες, παιδιά ή ζώα που περπατούν πάνω σε αυτά.

Δοκιμή συνέχειας πλάκας Ufer

Αυτή η δοκιμή μετρά την ισχύ ενός σήματος που περπατά πάνω σε μια μεγάλη εμπορική πλάκα. Εδώ, μετράται το βάθος μιας μεταλλικής κατασκευής στο εσωτερικό της πλάκας σε μια συγκεκριμένη θέση.

Για την επαλήθευση της συνέχειας της πλάκας, η Dreiym Engineering μπορεί να εκτελέσει δοκιμή τόνου χρησιμοποιώντας γεννήτρια τόνου και ανιχνευτή. Η γεννήτρια τόνου στέλνει ένα σήμα μέσω του ufer και ο ανιχνευτής το ανιχνεύει στο άλλο άκρο και σε όλη την πλάκα. Εάν το σήμα είναι σαφές και συνεπές, αυτό σημαίνει ότι η πλάκα είναι συνεχής και καλά συνδεδεμένη. Εάν το σήμα είναι ασθενές ή διακοπτόμενο, σημαίνει ότι υπάρχουν σπασίματα ή κενά στην πλάκα που πρέπει να επισκευαστούν ή να γεφυρωθούν με χάλκινο σύρμα. Η Dreiym Engineering μπορεί επίσης να εντοπίσει τις θέσεις των σπασιμάτων ή των κενών και να παράσχει λύσεις για τη διόρθωσή τους.

Πώς να συμπληρώσετε ένα Ufer Ground που δεν πληροί το NEC 250.52

Εάν δεν έχετε την τεκμηρίωση ή τις επιθεωρήσεις που αποδεικνύουν ότι το ufer πληροί τις απαιτήσεις του NEC, πρέπει να εγκαταστήσετε άλλο τύπο ηλεκτροδίου γείωσης που πληροί τις απαιτήσεις. Μια από τις πιο κοινές και οικονομικές επιλογές είναι η εγκατάσταση μιας ράβδου γείωσης. Μια ράβδος γείωσης είναι μια μεταλλική ράβδος που οδηγείται στη γη σε βάθος τουλάχιστον 8 ποδιών. Η ράβδος πρέπει να είναι κατασκευασμένη από χαλκό ή γαλβανισμένο σίδηρο και πρέπει να έχει ελάχιστη διάμετρο 5/8 ιντσών για χαλκό ή 3/4 ιντσών για γαλβανισμένο σίδηρο. Η ράβδος πρέπει να συνδέεται με τον αγωγό του ηλεκτροδίου γείωσης με εγκεκριμένο σφιγκτήρα ή σύνδεσμο. Η σύνδεση πρέπει να είναι προσβάσιμη για επιθεώρηση.

Σύμφωνα με τον NEC, μια μονή ράβδος γείωσης είναι αποδεκτή ως ηλεκτρόδιο γείωσης εάν έχει αντίσταση στην απομακρυσμένη γη 25 Ω ή λιγότερο. Ωστόσο, η αντίσταση αυτή μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τις συνθήκες του εδάφους και το επίπεδο υγρασίας. Ως εκ τούτου, συνιστάται η μέτρηση της αντίστασης της ράβδου γείωσης με μια συσκευή που ονομάζεται μετρητής αντίστασης γείωσης. Ο δοκιμαστής εφαρμόζει γνωστή τάση και ρεύμα στη ράβδο γείωσης και μετρά την πτώση τάσης που προκύπτει.

Εάν η αντίσταση της ράβδου γείωσης είναι μεγαλύτερη από 25 Ω, πρέπει να εγκαταστήσετε μια δεύτερη ράβδο γείωσης σε απόσταση τουλάχιστον 6 μέτρων από την πρώτη και να τις συνδέσετε παράλληλα με τον αγωγό του ηλεκτροδίου γείωσης. Ο NEC δεν απαιτεί να μετρήσετε την αντίσταση της δεύτερης ράβδου γείωσης, αρκεί να την εγκαταστήσετε σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κώδικα. Ωστόσο, είναι καλή πρακτική να επαληθεύετε ότι η αντίσταση των συνδυασμένων ράβδων γείωσης είναι χαμηλότερη από την αντίσταση της μεμονωμένης ράβδου γείωσης.

Η Dreiym Engineering μπορεί να σας βοηθήσει με τη δοκιμή των ράβδων γείωσης για το έργο σας. Διαθέτουμε τον εξοπλισμό και την τεχνογνωσία για την εκτέλεση ακριβών και αξιόπιστων μετρήσεων αντίστασης γείωσης. Μπορούμε επίσης να σας συμβουλεύσουμε σχετικά με τη βέλτιστη θέση και απόσταση των ράβδων γείωσης και να διασφαλίσουμε ότι είναι σωστά συνδεδεμένες με το σύστημα γείωσης. Μπορούμε να σας παρέχουμε μια έκθεση που τεκμηριώνει τα αποτελέσματα των δοκιμών μας και τη συμμόρφωση των ράβδων γείωσης με τα πρότυπα NEC.

Γιατί να επιλέξετε την Dreiym Engineering για επιθεωρήσεις Ufer;

Οι επιθεωρήσεις Ufer είναι ζωτικής σημασίας για να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η αξιοπιστία του ηλεκτρικού σας συστήματος. Ένα ufer που δεν πληροί τα πρότυπα NEC μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη γείωση του συστήματός σας, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτρικούς κινδύνους, βλάβες στον εξοπλισμό ή διακοπές ρεύματος. Γι' αυτό χρειάζεστε έναν αξιόπιστο συνεργάτη όπως η Dreiym Engineering για να εκτελέσει επιθεωρήσεις ufer για το έργο σας.

Η Dreiym Engineering διαθέτει την τεχνογνωσία και την εμπειρία για τη διενέργεια επιθεωρήσεων ufer πριν ή μετά τη σκυροδέτηση του σκυροδέματος. Έχουμε πραγματοποιήσει εκατοντάδες επιθεωρήσεις σε συστήματα γείωσης ufer. Διαθέτουμε εξειδικευμένους ηλεκτρολόγους μηχανικούς και επιθεωρητές που είναι εξοικειωμένοι με τις απαιτήσεις του NEC και τις βέλτιστες πρακτικές για την εγκατάσταση ufer. Μπορούμε να επαληθεύσουμε ότι το ufer σας πληροί τις προδιαγραφές για το μέγεθος, το μήκος, τη θέση, το περίβλημα και τη σύνδεση με τον αγωγό του ηλεκτροδίου γείωσης. Μπορούμε επίσης να παρέχουμε τεκμηρίωση για την υποστήριξη των ευρημάτων και των συστάσεών μας.

Εάν το σκυρόδεμά σας έχει ήδη χυθεί και το ufer σας δεν είναι προσβάσιμο για επιθεώρηση, μπορούμε να σας βοηθήσουμε να αποκτήσετε ή να προετοιμάσετε τα απαραίτητα έγγραφα που αποδεικνύουν ότι το ufer σας εγκαταστάθηκε σύμφωνα με τον NEC. Μπορούμε να επανεξετάσουμε τις φωτογραφίες, τα σχέδια, τα τιμολόγια ή τα πιστοποιητικά σας και να διασφαλίσουμε ότι πληρούν τα αυστηρά κριτήρια αποδοχής. Μπορούμε επίσης να ελέγξουμε το σύστημα γείωσής σας ως προς την αντίσταση και τη συνέχεια και να σας παρέχουμε έκθεση των αποτελεσμάτων μας.

Στην Dreiym Engineering, νοιαζόμαστε για την ασφάλεια και την ικανοποίησή σας. Προσφέρουμε επιθεωρήσεις ufer σε ανταγωνιστικές τιμές και ευέλικτα χρονοδιαγράμματα. Συνεργαζόμαστε με εργολάβους, ιδιοκτήτες σπιτιού, αρχιτέκτονες και μηχανικούς για να διασφαλίσουμε ότι το ηλεκτρικό σας σύστημα είναι σωστά γειωμένο και συμμορφώνεται με τον NEC. Επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα για να προγραμματίσετε την επιθεώρηση ufer ή να μάθετε περισσότερα για τις υπηρεσίες μας.

Συμβουλευτείτε πάντα τον αδειούχο ηλεκτρολόγο εγκαταστάτη/σχεδιαστή σας για να διασφαλίσετε ότι πληρούνται όλες οι απαιτήσεις του NEC και άλλων εφαρμοστέων κανονισμών.